샤를의 법칙 |
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작성자 | 송학중 | 등록일 | 14.06.04 | 조회수 | 119 |
민지양 반갑소. 요새 수업시간에 태도가 부쩍 좋아져서 칭찬해 주고 싶군요.
일단 샤를의 법칙이 궁금한가 보군요.
샤를의 법칙은 보일의 법칙과 함께 배웠습니다.
기본원리는 아주 간단합니다. 둘 다 기체의 부피에대한 법칙입니다.
보일의 법칙은 질문하지 않았으니 생략하고 샤를의 법칙만 간단히 따져볼게요.
샤를의 법칙은 기체의 부피가 온도가 변할 때 어떻게 되는지를 나타낸 법칙입니다.
쌤이 질문해 볼게요. 민지양? 온도가 높아지면 기체는 분자운동이 활발해지나요 둔해지나요?
네.. 맞아요. 활발해져요. 그럼 만약에 비닐봉지에 기체가 들어있는데 그 기체의 온도를 높여주면 비닐봉지 속 기체 분자운동이 활발해 지겠죠? 그럼 비닐봉지가 부풀어오를까요? 아님 쪼그라들까요?
네. 맞아요. 당연히 부풀어 오릅니다.
그게 샤를의 법칙이에요. 간단하죠? ^^
그냥 쉽게 생각하면 온도가 높아지면 기체분자운동이 활발해져서 기체의 부피도 늘어난다는 것이 샤를의 법칙이랍니다.
의미적으로 보면 이렇게 간단한 거예요.
기본적으론 이렇게 간단한데 거기에 좀 더 살을 붙여 정확하게 표현을 해 보자면
조건이 붙습니다. 일단 압력이 일정하다는 조건이 붙어요. 압력이 일정할 때,,,,
기체는 온도가 높아질 수록 부피도 함께 증가한다.
이게 바로 샤를의 법칙이랍니다.
여기서 좀 더 나아가서 그럼 얼마나 증가하는지까지 알아볼 수 있습니다.
원래 기체의 부피는 온도(절대온도)에 비례하기 때문에 절대온도가 2배가 되면 기체 부피도 2배가 됩니다. 절대온도가 1/2배가 되면 기체부피도 1/2배가 됩니다. 간단하죠?
그런데 우리는 보통 절대온도보다 섭씨온도를 더 많이 사용하죠. 그래서 샤를의 법칙을 섭씨온도로 표현을 하다보니 식이 복잡하게 나온겁니다. 절대온도를 섭씨온도로 바꾸려면 273이라는 숫자를 더해주면 됩니다.
그러다 보니 식이 복잡하게 나와서 섭씨온도로 수정을 해서 샤를의 법칙을 표현해 보자면
압력이 일정할 때... 기체의 부피는 온도가 1도씨 증가할 때마다 0도씨 때 부피의 1/273배 만큼 증가한다.
이게 바로 정확한 샤를의 법칙의 표현입니다.
이것을 공식으로 써보면
V = V0 + (V0*t/273) 로 나타낼 수 있습니다.
도움이 되었길 바랍니다.
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